Периодическая таблица Д.И. Менделеева как средство формирования навыков работы с информацией
Антюшин Александр Иванович
Заслуженный учитель Кубани,
преподаватель высшей категории дисциплиныОУД.09 Химия
ГБПОУ «Армавирский медицинский колледж»
Периодическая таблица Д.И. Менделеева обладает огромным дидактическим потенциалом, предоставляя прекрасные возможности для составления заданий, направленных на формирование познавательных универсальных учебных действий, обозначенных в Федеральном государственном образовательном стандарте, в том числе, на развитие стратегий смыслового чтения и навыков работы с информацией.
Многие свойства атомов химических элементов и их соединений можно представить в периодической таблице Д.И.Менделеева. Например, кроме названий элементов и значений их относительных атомных масс можно включить в таблицу Д.И. Менделеева величины относительной электроотрицательности элементов, их атомных и ионных радиусов, энергии ионизации и энергии сродства к электрону, данные о распространенности элементов в природе, происхождении их названий и времени открытия, значения температур плавления и кипения простых веществ и др. Это позволяет легко находить необходимую информацию, переводить ее из одной наглядно-символической формы в другую (формулы, графики, диаграммы, таблицы), выявлять закономерности изменения свойств химических элементов и их соединений.
Приведем примеры заданий на анализ, интерпретацию и преобразование данных, включенных в периодическую таблицу Д.И. Менделеева.
Пример 1.
В Периодической таблице Д.И. Менделеева представлены данные о распространенности химических элементов в земной коре. Используя эти данные, выполните следующие задания.
Распространённость химических элементов в земной коре, % по массе
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
H 1 1 | | | | | | | He 2 8∙10-7 |
Li 3 6,5∙10-3 | Be 4 6∙10-4 | B 5 5∙10-3 | C 6 0,48 | N 7 10-2 | O 8 47 | F 9 0,065 | Ne 10 7 ∙10-5 |
Na 11 2,64 | Mg 12 2,35 | Al 13 8,8 | Si 14 27,6 | P 15 0,105 | S 16 0,05 | Cl 17 1,7∙10-2 | Ar 18 4∙10-6 |
K 19 2,41 | Ca 20 3,38 | 21 Sc 10-3 | 22 Ti 0,57 | 23 V 1,9∙10-2 | 24 Cr 0,035 | 25 Mn 0,1 | 26 Fe 4,65 | 27 Co 4∙10-3 | 28 Ni 8∙10-3 |
29 Cu 5∙10-3 | 30 Zn 7∙10-3 | Ga 31 1,8∙10-3 | Ge 32 1,5∙10-4 | As 33 1,7∙10-4 | Se 34 1,4∙10-5 | Br 35 1,6∙10-4 | Kr 36 10-9 |
Rb 37 1,5∙10-2 | Sr 38 3,4∙10-2 | 39 Y 2∙10-3 | 40 Zr 0,02 | 41 Nb 2∙10-3 | 42 Mo 3∙10-4 | 43 Tc 0 | 44 Ru 5∙10-7 | 45 Rh 10-7 | 46 Pd 10-6 |
47 Ag 7∙10-6 | 48 Cd 1,35∙10-5 | In 49 10-5 | Sn 50 8∙10-3 | Sb 51 5∙10-5 | Te 52 10-6 | I 53 4∙10-5 | Xe 54 2∙10-10 |
Cs 55 3,7∙10-4 | Ba 56 5∙10-2 | 57 La* 2,9∙10-3 | 72 Hf 4∙10-4 | 73 Ta 2,5∙10-4 | 74 W 10-4 | 75 Re 7∙10-8 | 76 Os 5∙10-6 | 77 Ir 10-7 | 78 Pt 5∙10-7 |
79 Au 4,3∙10-7 | 80 Hg 7∙10-6 | Tl 81 3∙10-4 | Pb 82 1,6 10-3 | Bi 83 2∙10-5 | Po 84 2∙10-14 | At 85 следы | Rn 86 следы |
Fr 87 0 | Ra 88 10-10 | 89 Ac** 6∙10-10 | 104 Rf 0 | 105 Db 0 | 106 Sg | 107 Bh | 108 Hs | 109 Mt | |
1. Определите два химических элемента, которые содержатся в земной коре в наибольшем количестве. В состав каких веществ они входят? Запишите формулы некоторых из них.
2. Основу земной коры составляют восемь химических элементов. Используя данные таблицы, определите их. Оцените, какой процент составляют все остальные элементы в земной коре. Постройте диаграмму, показывающую распространенность химических элементов в земной коре.
3. Назовите несколько химических элементов, которые, несмотря на очень небольшую распространенность в земной коре (менее 10-5 %), находят широкое применение. Подготовьте сообщение об их использовании.
Пример 2.
На графиках (рис.1, 2) представлены зависимости распространенности химических элементов во Вселенной (рис.1) и в земной коре (рис.2) от атомного номера. Проанализируйте представленные данные и ответьте на следующие вопросы.
Рис.1. Распространённость химических элементов во Вселенной (по Полянскому)
Рис.2. Распространённость химических элементов в земной коре.
1. Как Вы считаете, почему зависимость распространенности химических элементов во Вселенной (рис. 1) представлена двумя кривыми? Определите по графику два наиболее распространенных химических элемента во Вселенной.
2. Попробуйте выявить закономерности, которым подчиняется распространенность химических элементов во Вселенной. Сравните распространенность химических элементов во Вселенной с их распространенностью в земной коре (рис. 2). Подумайте, существуют ли между ними какие-либо аналогии. Есть ли различия? Чем их можно объяснить?
3. Используя графические данные, запишите на секторах круговой диаграммы (рис.3) символы восьми наиболее распространенных в земной коре химических элементов (последний сектор диаграммы соответствует распространенности всех остальных химических элементов). О, Si, Аl, Fe, Са, Na, К, Mg. кислород, кремний, алюминий, железо, кальций, калий, натрий, магний.
Рис.3. Распространённость химических элементов в земной коре.
Пример 3.
В Периодической таблице Д.И. Менделеева представлены данные по истории открытия химических элементов. Используя эти данные, выполните следующие задания:
Открытие элементов
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
H 1 Кавендиш 1766 г. | | | | | | | He 2 Рамзай 1895 г. |
Li 3 Арфердсон 1817 г. | Be 4 Воклен 1797 г. | B 5 Гей-Люссак, 1808 г. | C 6 | N 7 Резерфорд 1772 г. | O 8 Пристли, Шееле 1774 г. | F 9 Муасан (Фр.) 1886 г. | Ne 10 Рамзай, Траверс 1898 г. |
Na 11 Дэви 1807 г | Mg 12 Блэк, Дэви 1808 г. | Al 13 Эрстед 1825 г. | Si 14 Берцелиус 1824 г. | P 15 Бранд (Герм.) 1669 г. | S 16 | Cl 17 Шееле (Шв.) 1774г. | Ar 18 Рэлей, Рамзай 1894 г. |
K 19 Дэви 1807 г. | Ca 20 Дэви 1808 г. | 21 Sc Нильсон (Шв.) 1879 г. | 22 Ti Грегер, Клапрот 1791 г. | 23 V Рио (Мексика) 1801 г. | 24 Cr Воклен (Фр.) 1780 г | 25 Mn Ганн (Шв.) 1774 г. | 26 Fe | 27 Co Брандт 1735 г. | 28 Ni Кронштедт (Шв.) 1751 г. |
29 Cu | 30 Zn Известен до1500 г. | Ga 31 Буабодран 1875 г. | Ge 32 Винклер 1886 г. | As 33 Альберт Великий (вероятно) XIII в. | Se 34 Берцелиус 1817 г. | Br 35 Балар 1826 г. | Kr 36 Рамзай, Траверс 1889 г. |
Rb 37 Бунзен, Кирхгоф 1861г. | Sr 38 Крофорд, Дэви 1790 г. | 39 Y Гадолин 1794 г. | 40 Zr Клапрот 1789 г. | 41 Nb Хатчетт 1801 г. | 42 Mo Гьельм (Шв.) 1781г. | 43 Tc Перье 1937 г. | 44 Ru Снядецкий 1828 г. | 45 Rh Волластон 1803 г. | 46 Pd Волластон 1803 г. |
47 Ag | 48 Cd Штромейер 1817 г. | In 49 Райх, Рихтер 1863 г. | Sn 50 | Sb 51 Известна алхимикам | Te 52 Рейхенштейн 1783 г. | I 53 Куртуа 1811 г. | Xe 54 Рамзай 1898 г. |
Cs 55 Бунзен, Кирхгоф 1860 г. | Ba 56 Дэви 1808 г. | 57 La* Мосандер 1839 г. | 72 Hf Костер, Хевеши 1923 г. | 73 Ta Экерберг 1802 г. | 74 W Элуяр 1783 г. | 75 Re Ноддак, 1925 г. | 76 Os Теннант 1803 г. | 77 Ir Теннант 1803 г. | 78 Pt Известна с 1750 г. |
79 Au | 80 Hg | Tl 81 Крукс 1861 г. | Pb 82 | Bi 83 Упоминается в XV в. | Po 84 Мари Кюри 1898 г. | At 85 Корсон, Макензи 1940 г. | Rn 86 Дорн (Герм.) 1900 г. |
Fr 87 Перей(Ф.) 1939 г. | Ra 88 П. и М. Кюри 1898 г. | 89 Ac** Дебьер 1899 г. | 104 Rf Группа из Дубны 1964г. | 105 Db Группа из Дубны 1967г | 106 Sg Группа из Дубны 1974г. | 107 Bh Группа из Дубны 1976г. | 108 Hs Группа из Дубны 1976г. | 109 Mt Дармштадт (Герм.) 1982 г. | |
*Лантаноиды
Ce 58 Берцелиус 1803 г. | Pr 59 Вельсбах 1885 г. | Nd 60 Вельсбах 1885 г. | Pm 61 Мариинский 1945 г. | Sm 62 Буабодран 1879 г. | Eu 63 Демарсе 1901 г. | Gd 64 Мариньяк 1880 г. | Tb 65 Мосандер 1843 г. | Dy 66 Буабодран 1886 г. | Ho 67 Клеве 1878 г. | Er 68 Мосандер (Шв.) 1842 г. | Tm 69 Клеве 1879 г. | Yb 70 Мариньяк 1878 г. | Lu 71 Урбан 1907 г. |
**Актиноиды
Th 90 Берцелиус 1824 г. | Pa 91 Ганн 1917 г. | U 92 Клапрот 1789 г. | Np 93 Макмиллан 1940г. | Pu 94 Сиборг 1940 г. | Am 95 Сиборг 1944 г. | Cm 96 Сиборг 1944 г. | Bk 97 Сиборг 1949 г. | Cf 98 Сиборг 1950 г. | Es 99 Гиорсо 1952 г. | Fm100 Томпсон, Гиорсо 1952 г. | Md 101 Томпсон, Гиорсо 1955 г. | No 102 Группа из Дубны 1963г. | Lr 103 Группа из Дубны 1965 г. |
1. Постройте временную ось в удобном для работы масштабе (рис.4) и нанесите на нее символы химических элементов в соответствии со временем их открытия. Как Вы считаете, почему отсутствуют даты открытия некоторых элементов? Обоснуйте свою точку зрения.
Рис.4. Шкала времени.
2. Какие химические элементы были известны Д.И.Менделееву в период создания периодической системы? Какие элементы, существование которых было предсказано Д.И. Менделеевым, были открыты при жизни ученого? Используя различные источники информации, подготовьте сообщение об истории открытия этих элементов и их применении.
3. Какие химические элементы были открыты в 40 –80-е годы ХХ столетия? Как вы считаете, почему эти элементы не могли быть открыты ранее? Какова роль российских ученых в открытии этих химических элементов?
Применение таких заданий в учебном процессе позволяет значительно разнообразить методы обучения и активизировать познавательную активность учащихся, совершенствуя у них навыки поиска и работы с информацией.